A Milos Forman által rendezett Hair című filmben tűnt fel Treat Williams. Két évvel később A város hercege című Sidney Lumet-filmben nyújtott játékáért jelölték a legjobb színész Golden Globe-jára.Emlékezetes alakításai között szerepelt az 1985-ben bemutatott Sima száj című romantikus dráma, amelyben Laura Dern partnerét játszotta, és a kilencvenes évek egyik kultfilmje, a Kísértethajó is, amit Stephen Sommers rendezett.Az Everwood című tévésorozatban egy manhattani agysebészt alakított, aki felesége halála után Coloradóba költözteti a családját. A négy évadon át tartó szériáért a hollywoodi színészek céhe (SGA) díjára is jelölték.
A színész 71 évesen szenvedett végzetes motorbalesetet a vermonti Dorsetben, amikor a 30-as úton egy autó rákanyarodott a motorozó Williamsre. Williams leesett a Honda VT700c típusú motorjáról, és 4,5 méterre csúszott az aszfalton. Egy szemtanú azonnal hívta a 911-et. A sofőr, aki elgázolta Treat Williamst,állítólag azonnal felismerte a színészt.Amikor a mentők kiérkeztek a helyszínre, Williams még magánál volt, és óriási fájdalmai ellenére beszélni is tudott. A mentők kérdéseket tettek fel neki. A színészt életveszélyes sérülésekkel szállították a New York állami Albany városának kórházába, ahol azonban már nem tudták megmenteni az életét.
